JP2988453B2 - 電子機器の実装構造体 - Google Patents
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- H01L2224/15—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
- H01L2224/16—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
- H01L2224/161—Disposition
- H01L2224/16151—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
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- H01L2924/151—Die mounting substrate
- H01L2924/153—Connection portion
- H01L2924/1531—Connection portion the connection portion being formed only on the surface of the substrate opposite to the die mounting surface
- H01L2924/15311—Connection portion the connection portion being formed only on the surface of the substrate opposite to the die mounting surface being a ball array, e.g. BGA
Landscapes
- Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は電子機器の実装構造
体に関し、特にフリップチップ型半導体パッケージに格
納した半導体集積回路を用いるサブノートパソコン等の
携帯用電子機器などの電子機器の実装構造体に関する。
体に関し、特にフリップチップ型半導体パッケージに格
納した半導体集積回路を用いるサブノートパソコン等の
携帯用電子機器などの電子機器の実装構造体に関する。
【０００２】 〔発明の詳細な説明〕
【従来の技術】最近の電子機器の技術動向において、特
にサブノートパソコンで代表される携帯用電子機器で
は、超小型・薄型サイズの筐体に高速かつ高機能のマイ
クロプロセッサを搭載する動きが活発化し、しかもコス
ト的に優位な実装構造が望まれている。
にサブノートパソコンで代表される携帯用電子機器で
は、超小型・薄型サイズの筐体に高速かつ高機能のマイ
クロプロセッサを搭載する動きが活発化し、しかもコス
ト的に優位な実装構造が望まれている。
【０００３】これらの要求に対し、プリント配線板表面
に低誘電率の絶縁体と導体からなる微細な薄膜多層配線
層を有し、この薄膜多層配線層上にはマイクロプロセッ
サを含む複数のフリップチップ型半導体パッケージに格
納した半導体集積回路（以下フリップチップ）を搭載す
る半導体パッケージ技術が開発されている。
に低誘電率の絶縁体と導体からなる微細な薄膜多層配線
層を有し、この薄膜多層配線層上にはマイクロプロセッ
サを含む複数のフリップチップ型半導体パッケージに格
納した半導体集積回路（以下フリップチップ）を搭載す
る半導体パッケージ技術が開発されている。
【０００４】この種の従来の電子機器の実装構造体を断
面図で示す図６を参照すると、この従来の電子機器の実
装構造体は、裏面に配線パッドを有し表面に薄膜多層配
線層２を形成したプリント配線板１と、薄膜多層配線層
２上に金属バンプ４を介して接合することにより搭載し
た複数のフリップチップ３と、表面及び裏面に配線パッ
ドを有するマザーボード１０と、プリント配線板１の裏
面側の配線パッドとマザーボード１０の表面側の配線パ
ッドとを接合する金属バンプ２０と、フリップチップ３
裏面側に貼り付けた熱伝導性シート１１と、筐体上部の
アルミ板２１と、アルミ板２１と接合されさらに熱伝導
性シート１１の上部に貼り付けられた高熱伝導性の放熱
板１２とを備える。
面図で示す図６を参照すると、この従来の電子機器の実
装構造体は、裏面に配線パッドを有し表面に薄膜多層配
線層２を形成したプリント配線板１と、薄膜多層配線層
２上に金属バンプ４を介して接合することにより搭載し
た複数のフリップチップ３と、表面及び裏面に配線パッ
ドを有するマザーボード１０と、プリント配線板１の裏
面側の配線パッドとマザーボード１０の表面側の配線パ
ッドとを接合する金属バンプ２０と、フリップチップ３
裏面側に貼り付けた熱伝導性シート１１と、筐体上部の
アルミ板２１と、アルミ板２１と接合されさらに熱伝導
性シート１１の上部に貼り付けられた高熱伝導性の放熱
板１２とを備える。
【０００５】次に、図６を参照して、従来の電子機器の
実装構造体の動作について説明すると、まず、半導体パ
ッケージをマザーボード１０へ接続する方法として、プ
リント配線板１の裏面側の配線パッドと、マザーボード
１０の表面側の配線パッドとを金属バンプ２０を介し接
合する公知のＢＧＡ（Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａ
ｙ）方式を採用している。
実装構造体の動作について説明すると、まず、半導体パ
ッケージをマザーボード１０へ接続する方法として、プ
リント配線板１の裏面側の配線パッドと、マザーボード
１０の表面側の配線パッドとを金属バンプ２０を介し接
合する公知のＢＧＡ（Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａ
ｙ）方式を採用している。
【０００６】また、複数個のフリップチップ３を高密度
に搭載する最近の実装技術においては、単位面積当たり
の発熱密度の上昇による熱の問題があるため、この従来
の実装構造の放熱構造は、図に示すように、フリップチ
ップ３の裏面側に熱伝導性シート１１を貼り付け、さら
にこの熱伝導性シート１１上に筐体上部のアルミ板２１
と接合された高熱伝導性の放熱板１２を搭載した構造を
とっている。
に搭載する最近の実装技術においては、単位面積当たり
の発熱密度の上昇による熱の問題があるため、この従来
の実装構造の放熱構造は、図に示すように、フリップチ
ップ３の裏面側に熱伝導性シート１１を貼り付け、さら
にこの熱伝導性シート１１上に筐体上部のアルミ板２１
と接合された高熱伝導性の放熱板１２を搭載した構造を
とっている。
【０００７】さらに、図示していないが、放熱構造とし
ては、図示した放熱板１２の他にもフリップチップ裏面
に直接接合した放熱フィンやマイクロファンあるいはヒ
ートパイプなどを搭載する例が報告されている。
ては、図示した放熱板１２の他にもフリップチップ裏面
に直接接合した放熱フィンやマイクロファンあるいはヒ
ートパイプなどを搭載する例が報告されている。
【０００８】上述した従来の電子機器の実装構造体で
は、薄膜多層配線層２とフリップチップ３とを接合する
金属バンプ４に対し応力が集中する構造上の問題があ
る。
は、薄膜多層配線層２とフリップチップ３とを接合する
金属バンプ４に対し応力が集中する構造上の問題があ
る。
【０００９】上述のように、フリップチップ３の素子面
側の電極パッドが金属バンプ４で薄膜多層配線層２の配
線パッドとリジッドに接合され、さらにプリント配線板
１の下面の接続パッドが金属バンプ２０によりマザーボ
ード１０の接続パッドとリジッドに接合されている。
側の電極パッドが金属バンプ４で薄膜多層配線層２の配
線パッドとリジッドに接合され、さらにプリント配線板
１の下面の接続パッドが金属バンプ２０によりマザーボ
ード１０の接続パッドとリジッドに接合されている。
【００１０】一方、フリップチップ３の裏面側は放熱板
１２がリジッドに接合されていることから、この構造で
は金属バンプ４の接合部に対して、熱的・機械的応力が
集中し過剰なストレスがかかり易い。
１２がリジッドに接合されていることから、この構造で
は金属バンプ４の接合部に対して、熱的・機械的応力が
集中し過剰なストレスがかかり易い。
【００１１】また、筐体上部のアルミ板２１に熱拡散す
る構造となっているので、図に示す筐体上部アルミ板上
にはキーボード１５が備えられていることからキーボー
ド表面温度が上昇する。
る構造となっているので、図に示す筐体上部アルミ板上
にはキーボード１５が備えられていることからキーボー
ド表面温度が上昇する。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の電子機
器の実装構造体は、フリップチップの素子面側の電極パ
ッドが金属バンプで薄膜多層配線層の配線パッドとリジ
ッドに接合され、さらにプリント配線板の下面の接続パ
ッドが金属バンプによりマザーボードの接続パッドとリ
ジッドに接合され、さらに、フリップチップの裏面側に
放熱板がリジッドに接合されていることから、上記薄膜
多層配線層とフリップチップとを接合する金属バンプに
対し応力が集中し、信頼性低下の要因となるという欠点
があった。
器の実装構造体は、フリップチップの素子面側の電極パ
ッドが金属バンプで薄膜多層配線層の配線パッドとリジ
ッドに接合され、さらにプリント配線板の下面の接続パ
ッドが金属バンプによりマザーボードの接続パッドとリ
ジッドに接合され、さらに、フリップチップの裏面側に
放熱板がリジッドに接合されていることから、上記薄膜
多層配線層とフリップチップとを接合する金属バンプに
対し応力が集中し、信頼性低下の要因となるという欠点
があった。
【００１３】また、筐体上部のアルミ板に熱拡散する構
造となっているので、このアルミ板上に設けたキーボー
ドの表面温度が上昇するという欠点があった。
造となっているので、このアルミ板上に設けたキーボー
ドの表面温度が上昇するという欠点があった。
【００１４】本発明の目的は、上記欠点を解決し、携帯
用電子機器などの超薄型サイズにも適用可能で、特定の
接合箇所への応力集中を防止するとともに優れた放熱性
能により信頼性低下の要因を除去した電子機器の実装構
造体を提供することにある。
用電子機器などの超薄型サイズにも適用可能で、特定の
接合箇所への応力集中を防止するとともに優れた放熱性
能により信頼性低下の要因を除去した電子機器の実装構
造体を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明の電子機器の実装
構造体は、内部回路として表面に形成した低誘電率の絶
縁体と導体からなる薄膜多層配線層上に金属バンプを介
して接合することによりフリップチップ型半導体パッケ
ージに格納した半導体集積回路（以下フリップチップ）
を複数個搭載したプリント配線板と、前記プリント配線
板の前記内部回路と外部回路とのインタフエース用のマ
ザーボードと、前記内部回路の発生熱を放熱する放熱板
と備える電子機器の実装構造体において、前記プリント
配線板が、前記内部回路の接続用の接続スルーホール
と、一端を所定の形状に形成し他端を前記接続スルーホ
ールに嵌着した入出力ピンとを備え、 前記マザーボード
が、前記インタフエース用の配線に接続する配線用スル
ーホールと、前記配線用スルーホールに嵌合する接続端
子とこの接続端子と柔軟なリード線で接続し前記入出力
ピンの前記一端に嵌合する接続用金具とを有し前記マザ
ーボードの下面に接合するソケットとを備え、前記マザ
ーボードを実装対象電子機器の筐体上部に配置し前記プ
リント配線板の前記内部回路を前記リード線を介して機
械的に柔軟な状態で電気的に接続し、前記フリップチッ
プが前記プリント配線板の下側になるよう前記プリント
配線板ごと倒置し、前記フリップチップをこのフリップ
チップ裏面側に貼り付けた熱伝導性シートを介して前記
筐体下部の金属板と一体化された高熱伝導性の前記放熱
板に直接接合することを特徴とするものである。
構造体は、内部回路として表面に形成した低誘電率の絶
縁体と導体からなる薄膜多層配線層上に金属バンプを介
して接合することによりフリップチップ型半導体パッケ
ージに格納した半導体集積回路（以下フリップチップ）
を複数個搭載したプリント配線板と、前記プリント配線
板の前記内部回路と外部回路とのインタフエース用のマ
ザーボードと、前記内部回路の発生熱を放熱する放熱板
と備える電子機器の実装構造体において、前記プリント
配線板が、前記内部回路の接続用の接続スルーホール
と、一端を所定の形状に形成し他端を前記接続スルーホ
ールに嵌着した入出力ピンとを備え、 前記マザーボード
が、前記インタフエース用の配線に接続する配線用スル
ーホールと、前記配線用スルーホールに嵌合する接続端
子とこの接続端子と柔軟なリード線で接続し前記入出力
ピンの前記一端に嵌合する接続用金具とを有し前記マザ
ーボードの下面に接合するソケットとを備え、前記マザ
ーボードを実装対象電子機器の筐体上部に配置し前記プ
リント配線板の前記内部回路を前記リード線を介して機
械的に柔軟な状態で電気的に接続し、前記フリップチッ
プが前記プリント配線板の下側になるよう前記プリント
配線板ごと倒置し、前記フリップチップをこのフリップ
チップ裏面側に貼り付けた熱伝導性シートを介して前記
筐体下部の金属板と一体化された高熱伝導性の前記放熱
板に直接接合することを特徴とするものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を図６
と共通の構成要素には共通の参照文字／数字を付して同
様に断面図で示す図１を参照すると、この図に示す本実
施の形態の電子機器の実装構造体は、従来と共通である
が倒立して配置され薄膜多層配線層２上に金属バンプ４
を介して接合することにより搭載した複数のフリップチ
ップ３と、フリップチップ３の裏面側に貼り付けた熱伝
導性シート１１と熱伝導性シート１１の下部に貼り付け
られた高熱伝導性の放熱板１２とに加えて、従来に対し
倒立して配置され配線接続用の複数の外部入出力ピン５
を挿入するスルーホール１６を有し表面に従来と共通の
薄膜多層配線層２を形成したプリント配線板１Ａと、リ
ード線８を備え入出力ピン５の各々に嵌合し電気的／機
械的接続を行うＵ字型接続金具６と、Ｕ字型接続金具６
のリード線８とマザーボード１０Ａとの電気的接続を行
う接続端子９を備えるソケット７と、筐体最上部に配置
され接続端子９が嵌合する配線用のスルーホールを有す
るマザーボード１０Ａと、上面に放熱板１２を接合した
筐体下部のアルミ板１４とを備える。
と共通の構成要素には共通の参照文字／数字を付して同
様に断面図で示す図１を参照すると、この図に示す本実
施の形態の電子機器の実装構造体は、従来と共通である
が倒立して配置され薄膜多層配線層２上に金属バンプ４
を介して接合することにより搭載した複数のフリップチ
ップ３と、フリップチップ３の裏面側に貼り付けた熱伝
導性シート１１と熱伝導性シート１１の下部に貼り付け
られた高熱伝導性の放熱板１２とに加えて、従来に対し
倒立して配置され配線接続用の複数の外部入出力ピン５
を挿入するスルーホール１６を有し表面に従来と共通の
薄膜多層配線層２を形成したプリント配線板１Ａと、リ
ード線８を備え入出力ピン５の各々に嵌合し電気的／機
械的接続を行うＵ字型接続金具６と、Ｕ字型接続金具６
のリード線８とマザーボード１０Ａとの電気的接続を行
う接続端子９を備えるソケット７と、筐体最上部に配置
され接続端子９が嵌合する配線用のスルーホールを有す
るマザーボード１０Ａと、上面に放熱板１２を接合した
筐体下部のアルミ板１４とを備える。
【００１７】次に、図１を参照して本実施の形態の機能
動作について説明すると、まず、フリップチップ３から
発生する熱を効率よく放熱するため放熱板１２をベース
として最下部に配置した実装構造を採用した。図示のよ
うに、フリップチップ３の裏面側が下側となるよう半導
体パッケージを上下反転し、さらに半導体パッケージの
外部入出力ピン５側を後述する応力緩和の接続手段をと
ることで、フリップチップ３の裏面側に伝熱面積が大き
く、しかも高熱伝導率でコスト的に安価な銅板からなる
大型の放熱板１２を接合することができるので、以下に
述べるように、放熱比率８０％以上もの熱を放熱するた
めの実装構造が実現可能となる。
動作について説明すると、まず、フリップチップ３から
発生する熱を効率よく放熱するため放熱板１２をベース
として最下部に配置した実装構造を採用した。図示のよ
うに、フリップチップ３の裏面側が下側となるよう半導
体パッケージを上下反転し、さらに半導体パッケージの
外部入出力ピン５側を後述する応力緩和の接続手段をと
ることで、フリップチップ３の裏面側に伝熱面積が大き
く、しかも高熱伝導率でコスト的に安価な銅板からなる
大型の放熱板１２を接合することができるので、以下に
述べるように、放熱比率８０％以上もの熱を放熱するた
めの実装構造が実現可能となる。
【００１８】この放熱構造の決定に関し、上述の従来の
実装構造において、フリップチップ３の裏面側にアルミ
ニウムや銅等の材質や伝熱面積に関係するサイズなどを
変えた数種類の放熱板を接合して比較した結果、総発熱
量のうち放熱比率約４０％〜最大８０％以上もの熱が放
熱板を通過することが明らかになった。他の放熱経路で
は、金属バンプ４からプリント配線板１への放熱比率は
１５％程度、フリップチップ３のサイドから周辺空気中
への放熱比率は５％程度であった。したがって、フリッ
プチップ３の裏面から放熱する実装構造を最適化すれば
圧倒的な放熱効果を得ることがわかった。
実装構造において、フリップチップ３の裏面側にアルミ
ニウムや銅等の材質や伝熱面積に関係するサイズなどを
変えた数種類の放熱板を接合して比較した結果、総発熱
量のうち放熱比率約４０％〜最大８０％以上もの熱が放
熱板を通過することが明らかになった。他の放熱経路で
は、金属バンプ４からプリント配線板１への放熱比率は
１５％程度、フリップチップ３のサイドから周辺空気中
への放熱比率は５％程度であった。したがって、フリッ
プチップ３の裏面から放熱する実装構造を最適化すれば
圧倒的な放熱効果を得ることがわかった。
【００１９】さらに、従来の実装構造のように、マザー
ボード１０がベースとなる実装構造では、本実施の形態
のような大型かつ必然的に大重量の放熱板１２を搭載す
るとフリップチップ３の金属バンプ４の接合部に対し重
力による負荷がかかり、信頼性低下要因となる。しあた
がって、本実施の形態のように放熱板１２を最下部に配
置することによりかかる信頼性低下要因は除去される。
ボード１０がベースとなる実装構造では、本実施の形態
のような大型かつ必然的に大重量の放熱板１２を搭載す
るとフリップチップ３の金属バンプ４の接合部に対し重
力による負荷がかかり、信頼性低下要因となる。しあた
がって、本実施の形態のように放熱板１２を最下部に配
置することによりかかる信頼性低下要因は除去される。
【００２０】また、筐体下部のアルミ板に放熱する構造
のためキーボード表面温度上昇を抑えることができる。
のためキーボード表面温度上昇を抑えることができる。
【００２１】次に、熱・機械応力緩和のため、半導体パ
ッケージ（フリップチップ３）を上下反転した実装方
法、及びリード線を用いたプリント配線板１とマザーボ
ード１０Ａ間の電気的接続方法を採用した。
ッケージ（フリップチップ３）を上下反転した実装方
法、及びリード線を用いたプリント配線板１とマザーボ
ード１０Ａ間の電気的接続方法を採用した。
【００２２】まず、前者の半導体パッケージの上下反転
実装方法では、フリップチップ３を上下反転して下側の
放熱板と接続するので、従来のような放熱板の重力によ
るフリップチップ３の接合部などへの負荷を全く受ける
ことはない。
実装方法では、フリップチップ３を上下反転して下側の
放熱板と接続するので、従来のような放熱板の重力によ
るフリップチップ３の接合部などへの負荷を全く受ける
ことはない。
【００２３】次に、後者のリード線を用いた接続方法
は、従来の金属バンプ２０を用いたＢＧＡ方式と異な
り、極細なリード線８を用い機械的な自由度をもたせて
接続する方法としたことにより、金属バンプ４に対する
過剰なストレスが緩和され、従来構造に比べ数段信頼性
が向上する。
は、従来の金属バンプ２０を用いたＢＧＡ方式と異な
り、極細なリード線８を用い機械的な自由度をもたせて
接続する方法としたことにより、金属バンプ４に対する
過剰なストレスが緩和され、従来構造に比べ数段信頼性
が向上する。
【００２４】次に、プリント配線板１下面に接続される
外部入出力ピン５の構成とその接続方法を外部入出力ピ
ン５がプリント配線板１から分離した状態と接合した状
態をそれぞれ模式的に断面図で示す図２（Ａ），（Ｂ）
を参照すると、外部入出力ピン５は、先端の球状部５０
と、プリント配線板１内に設けられた外部入出力用のス
ルーホール１６に電気的に接続するための挿入部５２
と、挿入位置を調整するためのストッパー５１とを備え
る。
外部入出力ピン５の構成とその接続方法を外部入出力ピ
ン５がプリント配線板１から分離した状態と接合した状
態をそれぞれ模式的に断面図で示す図２（Ａ），（Ｂ）
を参照すると、外部入出力ピン５は、先端の球状部５０
と、プリント配線板１内に設けられた外部入出力用のス
ルーホール１６に電気的に接続するための挿入部５２
と、挿入位置を調整するためのストッパー５１とを備え
る。
【００２５】本実施の形態の例では、プリント配線板１
のサイズが５０×５０ｍｍ、外部入出力ピン数が約３０
０ピン、外部入出力ピン配列が２.５４ｍｍ格子のエリ
ア配列になっている。最近、この様なパッケージ仕様で
は従来の技術で説明したＢＧＡ方式による接続が良く用
いられているが、本実施の形態のピン挿入方式は、プリ
ント配線基板１内のスルーホール１６のメッキ仕上がり
寸法を外部入出力ピン挿入部５２の外径より５０ミクロ
ンほど大きく仕上げ、図に示すように機械的押圧により
全てのピンを一括接合すると同時にストッパー５１によ
り位置調整する。その後、スルーホール１６の平坦性や
薄膜多層配線層２との接続信頼性を高めるために導電性
樹脂５３を充填しておく。
のサイズが５０×５０ｍｍ、外部入出力ピン数が約３０
０ピン、外部入出力ピン配列が２.５４ｍｍ格子のエリ
ア配列になっている。最近、この様なパッケージ仕様で
は従来の技術で説明したＢＧＡ方式による接続が良く用
いられているが、本実施の形態のピン挿入方式は、プリ
ント配線基板１内のスルーホール１６のメッキ仕上がり
寸法を外部入出力ピン挿入部５２の外径より５０ミクロ
ンほど大きく仕上げ、図に示すように機械的押圧により
全てのピンを一括接合すると同時にストッパー５１によ
り位置調整する。その後、スルーホール１６の平坦性や
薄膜多層配線層２との接続信頼性を高めるために導電性
樹脂５３を充填しておく。
【００２６】以上のことから、従来のＢＧＡ方式のよう
な金属バンプ形成や接続関連装置が不要となることや、
簡単に一括接合できるので短時間の組立が可能となるな
どコスト的に非常に優位な実装方式といえる。
な金属バンプ形成や接続関連装置が不要となることや、
簡単に一括接合できるので短時間の組立が可能となるな
どコスト的に非常に優位な実装方式といえる。
【００２７】次に、上下反転された半導体パッケージ
（フリップチップ３）がマザーボード１０Ａと接続され
た状態を拡大して模式的に断面図で示す図３を参照し
て、まず、図の最上部に示すマザーボード１０Ａ内のス
ルーホール４０に接続端子９を介して接続されたソケッ
ト７の構成について説明すると、このソケット７は、接
続端子９と、Ｕ字型接続金具６と、接続端子とＵ字型接
続金具を電気的に接続するためのリード線８と、プラス
チック製のケース７１とから構成される。
（フリップチップ３）がマザーボード１０Ａと接続され
た状態を拡大して模式的に断面図で示す図３を参照し
て、まず、図の最上部に示すマザーボード１０Ａ内のス
ルーホール４０に接続端子９を介して接続されたソケッ
ト７の構成について説明すると、このソケット７は、接
続端子９と、Ｕ字型接続金具６と、接続端子とＵ字型接
続金具を電気的に接続するためのリード線８と、プラス
チック製のケース７１とから構成される。
【００２８】ケース７１は、接続端子を固着するための
溝７２と、リード線８を一時的に収納するための溝７３
と、Ｕ字型接続金具６を一時的に収納するための溝７４
とを設ける。
溝７２と、リード線８を一時的に収納するための溝７３
と、Ｕ字型接続金具６を一時的に収納するための溝７４
とを設ける。
【００２９】接続端子９は、前述したように配列ピッチ
２.５４ｍｍと比較的広く一般的な挿入タイプの金属合
金製のピンを用いている。また、ケースの溝７２に固着
するためのソケット固着部９１を有する。なお、マザー
ボード１０の実装密度を大きくする場合には、表面実装
タイプの接続端子を用いることが効果的となる。
２.５４ｍｍと比較的広く一般的な挿入タイプの金属合
金製のピンを用いている。また、ケースの溝７２に固着
するためのソケット固着部９１を有する。なお、マザー
ボード１０の実装密度を大きくする場合には、表面実装
タイプの接続端子を用いることが効果的となる。
【００３０】次に、Ｕ字型接続金具６の構造を示す図４
（Ａ）参照すると、このＵ字型接続金具６は、薄板をＬ
字型に曲げ加工し、Ｌ字板先端部６０を外部入出力ピン
５先端の球状部５０の外径より大きくなるように逆曲げ
加工しておき、割溝６１ができるように４枚のＬ字型の
薄板をベース板６２に組み込むことで、バネ効果を利用
して外部入出力ピン５の球状部５０を電気的に確実に接
続するように包み込むことが可能となる。
（Ａ）参照すると、このＵ字型接続金具６は、薄板をＬ
字型に曲げ加工し、Ｌ字板先端部６０を外部入出力ピン
５先端の球状部５０の外径より大きくなるように逆曲げ
加工しておき、割溝６１ができるように４枚のＬ字型の
薄板をベース板６２に組み込むことで、バネ効果を利用
して外部入出力ピン５の球状部５０を電気的に確実に接
続するように包み込むことが可能となる。
【００３１】次に、接続端子９とＵ字型接続金具６とを
電気的に接続しているリード線８の接続方法及び組立方
法を示す図４（Ｂ）を参照すると、リード線８は可能な
限り短く線径は極細ほど望ましい。リード線８の接続方
法は、接続端子９のリード線接続部９２をかしめ固定
し、一方のＵ字型接続金具６のリード線接続部６３もか
しめ固定して組み立てたのち、接続端子９をソケット７
の溝７２に挿入して固着するととともにリード線８を溝
７３に収納し、最後にＵ字型接続金具６がフリッップチ
ップ３の上下反転時に落下しないよう収納しておく。
電気的に接続しているリード線８の接続方法及び組立方
法を示す図４（Ｂ）を参照すると、リード線８は可能な
限り短く線径は極細ほど望ましい。リード線８の接続方
法は、接続端子９のリード線接続部９２をかしめ固定
し、一方のＵ字型接続金具６のリード線接続部６３もか
しめ固定して組み立てたのち、接続端子９をソケット７
の溝７２に挿入して固着するととともにリード線８を溝
７３に収納し、最後にＵ字型接続金具６がフリッップチ
ップ３の上下反転時に落下しないよう収納しておく。
【００３２】マザーボード１０Ａへのフリップチップ３
の接続は、フリップチップ３の裏面側が下側になるよう
上下反転したのち、Ｕ字型接続金具６に対し、外部入出
力ピン５の先端の球状部３０を位置合わせして機械的押
圧で一括接合して組み立てる。
の接続は、フリップチップ３の裏面側が下側になるよう
上下反転したのち、Ｕ字型接続金具６に対し、外部入出
力ピン５の先端の球状部３０を位置合わせして機械的押
圧で一括接合して組み立てる。
【００３３】次に、マザーボード１０Ａと接続された半
導体パッケージ（フリップチップ３）と放熱板１２との
最終的な接続状態を拡大して模式的に断面図で示す図５
を参照すると、まず、前述した図３に示す状態では既に
フリップチップ３裏面側に粘着性の熱伝導性シート１１
が貼り付けられており、この状態から図に示すように半
導体パッケージ全体を下方向に移動させると同時にＵ字
型接続金具６がソケット７から離脱する。さらに、一時
的に収納されていたリード線８も任意の長さ分だけ下方
向に伸び、フリップチップ３裏面側が放熱板１２表面と
接触するところで接合する。なお、この接続した状態で
のリード線８は図に示すように機械的自由度をもたせて
おくことが応力緩和に対して非常に重要となる。
導体パッケージ（フリップチップ３）と放熱板１２との
最終的な接続状態を拡大して模式的に断面図で示す図５
を参照すると、まず、前述した図３に示す状態では既に
フリップチップ３裏面側に粘着性の熱伝導性シート１１
が貼り付けられており、この状態から図に示すように半
導体パッケージ全体を下方向に移動させると同時にＵ字
型接続金具６がソケット７から離脱する。さらに、一時
的に収納されていたリード線８も任意の長さ分だけ下方
向に伸び、フリップチップ３裏面側が放熱板１２表面と
接触するところで接合する。なお、この接続した状態で
のリード線８は図に示すように機械的自由度をもたせて
おくことが応力緩和に対して非常に重要となる。
【００３４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の電子機器
の実装構造体は、プリント配線板が、内部回路の接続ス
ルーホールと、一端を所定の形状に形成し他端を上記接
続スルーホールに嵌着した入出力ピンとを備え、マザー
ボードが、インタフエース用の配線用スルーホールと、
この配線用スルーホールに嵌合する接続端子とこの接続
端子と柔軟なリード線で接続し上記入出力ピンの一端に
嵌合する接続用金具とを有しマザーボードの下面に接合
するソケットとを備え、マザーボードを実装対象電子機
器の筐体上部に配置してプリント配線板の内部回路とリ
ード線を介して機械的に柔軟な状態で電気的に接続し、
フリップチップが上記プリント配線板の下側になるよう
上記プリント配線板ごと倒置し、フリップチップを筐体
下部の金属板と一体化された高熱伝導性の放熱板に直接
接合するので、サブノートパソコンなど携帯機器の超薄
型・小型化の要求に対応するために、熱やストレスの問
題を解決し低コストで信頼性の高い極めて優れた効果が
期待できる。
の実装構造体は、プリント配線板が、内部回路の接続ス
ルーホールと、一端を所定の形状に形成し他端を上記接
続スルーホールに嵌着した入出力ピンとを備え、マザー
ボードが、インタフエース用の配線用スルーホールと、
この配線用スルーホールに嵌合する接続端子とこの接続
端子と柔軟なリード線で接続し上記入出力ピンの一端に
嵌合する接続用金具とを有しマザーボードの下面に接合
するソケットとを備え、マザーボードを実装対象電子機
器の筐体上部に配置してプリント配線板の内部回路とリ
ード線を介して機械的に柔軟な状態で電気的に接続し、
フリップチップが上記プリント配線板の下側になるよう
上記プリント配線板ごと倒置し、フリップチップを筐体
下部の金属板と一体化された高熱伝導性の放熱板に直接
接合するので、サブノートパソコンなど携帯機器の超薄
型・小型化の要求に対応するために、熱やストレスの問
題を解決し低コストで信頼性の高い極めて優れた効果が
期待できる。
【００３５】まず、半導体パッケージを上下反転してフ
リップチップ裏面側を直接高熱伝導性の放熱体に接合し
ているので、多量の発熱を熱伝導で効率的に放熱できる
という効果がある。
リップチップ裏面側を直接高熱伝導性の放熱体に接合し
ているので、多量の発熱を熱伝導で効率的に放熱できる
という効果がある。
【００３６】また、筐体下部のアルミ板から筐体全体に
効率よく熱を逃がすので、キーボード表面などの温度上
昇を抑えることができるという効果がある。
効率よく熱を逃がすので、キーボード表面などの温度上
昇を抑えることができるという効果がある。
【００３７】また、半導体パッケージとマザーボード間
をリード線によって電気的に機械的自由度をもたせて接
続することにより、フリップチップ接合部の金属バンプ
に対するストレスを緩和し、歪みや破断の問題を解決す
るという効果がある。
をリード線によって電気的に機械的自由度をもたせて接
続することにより、フリップチップ接合部の金属バンプ
に対するストレスを緩和し、歪みや破断の問題を解決す
るという効果がある。
【００３８】さらに、ＢＧＡ方式のような金属バンプ形
成や接続関連装置が不要となることや押し圧による一括
接合方式であり組立時間の短縮など低コスト化が可能で
あるという効果がある。
成や接続関連装置が不要となることや押し圧による一括
接合方式であり組立時間の短縮など低コスト化が可能で
あるという効果がある。
【図１】本発明の電子機器の実装構造体の第１の実施の
形態を示す断面図である。
形態を示す断面図である。
【図２】図１の外部入出力ピンの構成と接続方法を示す
断面図である。
断面図である。
【図３】本実施の形態の電子機器の接続方法の詳細を示
す断面図である。
す断面図である。
【図４】図３のＵ字型接続金具の構成と接続方法を示す
断面図である。
断面図である。
【図５】本実施の形態の電子機器の接続方法の最終的な
接続状態を示す断面図である。
接続状態を示す断面図である。
【図６】従来の電子機器の実装構造体の一例を示す断面
図である。ブロック図である。
図である。ブロック図である。
１，１Ａ プリント配線板 ２ 薄膜多層配線層 ３ フリップチップ ４，２０ 金属バンプ ５ 外部入出力ピン ６ Ｕ字型接続金具 ７ ソケット ８ リード線 ９ 接続端子 １０，１０Ａ マザーボード １１ 熱伝導性シート １２ 放熱板 １４，２１ アルミ板 １５ キーボード １６，４０ スルーホール ５０ 球状部 ５１ ストッパー ５２ 挿入部 ５３ 導電性樹脂 ６０ Ｌ字型先端 ６１ 割り溝 ６２ ベース板 ６３，９２ リード線接続部 ７１ ケース ７２，７３，７４ 溝 ９１ ソケット固着部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−236648（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−298100（ＪＰ，Ａ) 実開 平５−38981（ＪＰ，Ｕ) 実開 平６−52163（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭57−124155（ＪＰ，Ｕ) 実開 平６−44196（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H05K 7/20 H01L 23/40
Claims (3)
- 【請求項１】 内部回路として表面に形成した低誘電率
の絶縁体と導体からなる薄膜多層配線層上に金属バンプ
を介して接合することによりフリップチップ型半導体パ
ッケージに格納した半導体集積回路（以下フリップチッ
プ）を複数個搭載したプリント配線板と、前記プリント
配線板の前記内部回路と外部回路とのインタフエース用
のマザーボードと、前記内部回路の発生熱を放熱する放
熱板と備える電子機器の実装構造体において、前記プリント配線板が、前記内部回路の接続用の接続ス
ルーホールと、一端を所定の形状に形成し他端を前記接
続スルーホールに嵌着した入出力ピンとを備え、 前記マザーボードが、前記インタフエース用の配線に接
続する配線用スルーホールと、前記配線用スルーホール
に嵌合する接続端子とこの接続端子と柔軟なリード線で
接続し前記入出力ピンの前記一端に嵌合する接続用金具
とを有し前記マザーボードの下面に接合するソケットと
を備え、 前記マザーボードを実装対象電子機器の筐体上部に配置
し前記プリント配線板の前記内部回路を前記リード線を
介して機械的に柔軟な状態で電気的に接続し、 前記フリップチップが前記プリント配線板の下側になる
よう前記プリント配線板ごと倒置し、前記フリップチッ
プをこのフリップチップ裏面側に貼り付けた熱伝導性シ
ートを介して前記筐体下部の金属板と一体化された高熱
伝導性の前記放熱板に直接接合することを特徴とする電
子機器の実装構造体。 - 【請求項２】 前記入出力ピンの一端を球状形に形成
し、他端を前記プリント配線板に設けたスルーホールに
機械的押圧して一括して挿入して接合するように棒状に
形成し前記球状形部との境界部に前記プリント配線板の
厚さ方向の予め定めた位置で固定するようにストッパー
を設け、 前記接続用金具が、薄板をＬ字型に曲げ加工した４枚の
Ｌ字板先端部を前記入出力ピンの前記球状形の外径より
大きくなるように逆曲げ加工し割溝ができるようにベー
ス板に接合して成る ことを特徴とする請求項１記載の電
子機器の実装構造体。 - 【請求項３】 前記接続端子が、一端に前記マザーボー
ドの前記配線用スルーホールに嵌合するよう尖端を有し
他端に前記リード線を接続した棒状のピンでありことを
特徴とする請求項１記載の電子機器の実装構造体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26557997A JP2988453B2 (ja) | 1997-09-30 | 1997-09-30 | 電子機器の実装構造体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26557997A JP2988453B2 (ja) | 1997-09-30 | 1997-09-30 | 電子機器の実装構造体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11112173A JPH11112173A (ja) | 1999-04-23 |
| JP2988453B2 true JP2988453B2 (ja) | 1999-12-13 |
Family
ID=17419091
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26557997A Expired - Fee Related JP2988453B2 (ja) | 1997-09-30 | 1997-09-30 | 電子機器の実装構造体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2988453B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4978054B2 (ja) * | 2006-05-02 | 2012-07-18 | ソニー株式会社 | 半導体装置及びその製造方法並びに回路基板装置 |
-
1997
- 1997-09-30 JP JP26557997A patent/JP2988453B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11112173A (ja) | 1999-04-23 |
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